JP2005331449A - Angular velocity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種移動体装置等に用いる角速度センサに関するものである。 The present invention relates to an angular velocity sensor used for various mobile devices.
以下、従来の角速度センサについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a conventional angular velocity sensor will be described with reference to the drawings.
図8は従来の角速度センサを車に取り付けた状態を示す取付状態図、図9は同角速度センサの使用時における透視斜視図、図10は振動子の移動方向に対する振動子の傾斜角が略直角である同角速度センサの側面断面図である。 FIG. 8 is an attachment state diagram showing a state in which a conventional angular velocity sensor is attached to a vehicle, FIG. 9 is a perspective view when the angular velocity sensor is used, and FIG. 10 is an oblique angle of the vibrator with respect to the moving direction of the vibrator. It is side surface sectional drawing of the same angular velocity sensor which is.
図8、図9において、従来の角速度センサは、角速度検出用の振動子2と、この振動子2を搭載するとともに車等の移動体装置4に取り付ける本体6とを備えている。
8 and 9, the conventional angular velocity sensor includes a
振動子2は、軸部8に一対のアーム部10を接続した音叉型の形状であって、圧電素子からなり、本体6は、振動子2を制御するとともに角速度を検出するICと、このICを実装するとともに振動子2を支持する基板12と、これらICと基板とを収納するケース14とからなる。
The
使用時に、移動体装置4の移動に伴う振動子2の移動方向に対して、振動子2の傾斜方向とは反対方向に振動子2を傾斜させて本体6に搭載し、振動子2の移動方向に対する振動子2の傾斜角度を略直角にするようにしている。
In use, the
そして、図10に示すように、振動子2の移動方向と直角方向に振動子2を駆動させ、振動子2の移動方向と同一方向にコリオリ力を発生させている。
Then, as shown in FIG. 10, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
上記構成では、振動子2の移動方向に対する振動子2の傾斜角度を略直角にするように、本体6に振動子2が搭載されるので、振動子2の移動方向に対して振動子2が傾斜することに起因した角速度の誤差は少ない。
In the above configuration, since the
しかし、上記構成のように、移動体装置4が車等であれば、その発進時や減速時において、振動子2の移動方向に対する加速度に起因して角速度に誤差が生じるという問題点を有していた。特に、振動子2は、軸部8に一対のアーム部10を有する音叉型の形状であるため、図9に示すように、一対のアーム部10に質量アンバランスが生じていると、移動体装置4の加速度の生じた方向に対して、いずれか一方のアーム部10が他方のアーム部10よりも大きく撓み、この撓み量の違いによって角速度が生じたものと誤って検知され、角速度に誤差が生じていた。
However, if the mobile device 4 is a car or the like as in the above configuration, there is a problem in that an error occurs in the angular velocity due to acceleration in the moving direction of the
本発明は上記問題点を解決するもので、振動子の移動方向に対する加速度に起因した角速度としての出力信号の誤差を低減し、信頼性を向上した角速度センサを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor in which an error in an output signal as an angular velocity caused by acceleration in a moving direction of a vibrator is reduced and reliability is improved.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明は、特に、振動子の移動方向に加速度が生じた場合に、一対のアーム部の質量アンバランスに起因して生ずるコリオリ力の誤差を是正する第1の補正回路を設けた構成である。 In particular, the present invention is configured to include a first correction circuit that corrects an error in Coriolis force caused by mass unbalance between a pair of arm portions when acceleration occurs in the moving direction of the vibrator. .
本発明によれば、一対のアーム部の質量アンバランスに起因して生ずるコリオリ力の誤差を是正する第1の補正回路を設けているので、振動子の移動方向に加速度が生じ、一対のアーム部の質量アンバランスに起因してコリオリ力に誤差が生じても、第1の補正回路によって、このコリオリ力の誤差を是正することができる。 According to the present invention, since the first correction circuit for correcting the error of the Coriolis force caused by the mass unbalance of the pair of arm portions is provided, acceleration occurs in the moving direction of the vibrator, and the pair of arms Even if an error occurs in the Coriolis force due to the mass imbalance of the portion, the error in the Coriolis force can be corrected by the first correction circuit.
この結果、振動子の移動方向に対する加速度に起因した角速度の誤差を低減し、信頼性を向上できる。 As a result, it is possible to reduce the angular velocity error caused by the acceleration in the moving direction of the vibrator and improve the reliability.
以下、本発明の一実施の形態を用いて、説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
図1は本発明の一実施の形態における角速度センサの透視斜視図、図2は同角速度センサを車に取り付けた状態を示す取付状態図、図3は同角速度センサに用いる第1の補正回路の回路図、図4は図2のA部の拡大図であって、振動子の移動方向に対する振動子の傾斜角が鋭角である同角速度センサの側面断面図、図5は図2のA部の拡大図であって、振動子の移動方向に対する振動子の傾斜角が直角である同角速度センサの側面断面図、図6は図2のA部の拡大図であって、振動子のアーム部の撓み量が異なる角速度センサの側面断面図である。 1 is a perspective view of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an attachment state diagram showing a state in which the angular velocity sensor is attached to a vehicle, and FIG. 3 is a first correction circuit used in the angular velocity sensor. 4 is an enlarged view of part A of FIG. 2, and is a side sectional view of the angular velocity sensor in which the tilt angle of the vibrator with respect to the moving direction of the vibrator is an acute angle. FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a cross-sectional side view of the angular velocity sensor in which the tilt angle of the vibrator is perpendicular to the moving direction of the vibrator, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion A in FIG. It is side surface sectional drawing of the angular velocity sensor from which bending amount differs.
図1、図2において、本発明の一実施の形態における角速度センサは、角速度検出用の振動子22と、この振動子22を搭載するとともに車等の移動体装置24に取り付ける本体26とを備えている。
1 and 2, an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention includes a
振動子22は、軸部28に一対のアーム部30を有する音叉型の形状であって、圧電素子からなる。
The
本体26は、振動子22を制御するとともに角速度を検出するIC27と、このIC27を実装するとともに振動子22を支持する基板32と、振動子22の移動方向に加速度が生じた場合に、一対のアーム部30の質量アンバランスに起因して生ずるコリオリ力の誤差を是正する補正回路35と、これらIC27と基板32と第1の補正回路35とを収納するケース34とを有する。第1の補正回路35としては、図3に示すものがあり、振動子22を駆動させるためのドライブ用端子21と、振動子22の駆動状態をモニタさせるためのモニタ用端子23と、コリオリ力の発生状態を検知させるためのセンシング用端子25と、角速度の発生状態を信号として出力させるための出力端子29とを備えている。
The
また、上記角速度センサは、その使用時に、移動体装置24の移動に伴う振動子22の移動方向に対して、図4に示すように、振動子22が傾斜(傾斜角(α))する場合は、図5に示すように、予め、振動子22の傾斜方向とは反対方向に振動子22を傾斜(傾斜角(β))させて本体26に搭載し、振動子22の移動方向に対する振動子22の傾斜角度を略直角にするようにしている。
In addition, when the angular velocity sensor is used, as shown in FIG. 4, the
そして、振動子22の移動方向と直角方向に振動子22を駆動させ、振動子22の移動方向と同一方向にコリオリ力を発生させるようにしている。
Then, the
この際、振動子22は、軸部28に一対のアーム部30を有する音叉型の形状であるため、一対のアーム部30に質量のアンバランスが生じていると、図6に示すように、移動体装置24の進行方向に加速度が生じた場合、いずれか一方のアーム部30が他方のアーム部30よりも大きく撓み、この撓み量の違いによって角速度が生じたものと誤って検知され、角速度の出力信号に誤差が生じる。この一対のアーム部30の質量アンバランスに起因して発生する角速度の誤差、すなわち、コリオリ力の誤差は、第1の補正回路35によって是正されている。
At this time, the
第1の補正回路35は、この一対のアーム部30の質量アンバランスを検知し、この検知量を補正することにより、是正すればよい。
The
上記構成により、一対のアーム部30の質量アンバランスに起因して生ずるコリオリ力の誤差を是正する第1の補正回路35を設けているので、振動子22の移動方向に加速度が生じ、一対のアーム部30の質量アンバランスに起因してコリオリ力に誤差が生じても、第1の補正回路35によって、このコリオリ力の誤差を是正し、信頼性を向上できる。
With the above configuration, the
なお、本発明の一実施の形態において、振動子22の移動方向に対する振動子22の傾斜角度を略直角にするようにしているので、振動子22が傾斜することに起因した角速度の誤差は抑制できるが、振動子22の移動方向に対する振動子22の傾斜角度(傾斜角(α))と、振動子22を本体に搭載する搭載角度(傾斜角(β))とを完全に一致させることができず、振動子22の傾斜に起因した角速度の誤差が生じる場合は、この傾斜角(α)と傾斜角(β)の角度差に起因した誤差を是正する角度差補正用の第2の補正回路37を設ければ、角速度の誤差を低減することができる。第2の補正回路37としては、図7に示すものがあり、第1の補正回路と同様に、振動子22を駆動させるためのドライブ用端子21と、振動子22の駆動状態をモニタさせるためのモニタ用端子23と、コリオリ力の発生状態を検知させるためのセンシング用端子25と、角速度の発生状態を信号として出力させるための出力端子29とを備えている。
In the embodiment of the present invention, since the tilt angle of the
さらに、角度差補正用の第2の補正回路37には、角度差を自動的に検知する検知回路を設ければ、角度差に起因した誤差をリアルタイムに是正し、角速度の誤差を的確に低減することができる。
Furthermore, if the
以上のように本発明にかかる角速度センサは、振動子の移動方向に対する加速度に起因した角速度の誤差を低減し信頼性を向上できるので、各種移動体装置等に適用できる。 As described above, the angular velocity sensor according to the present invention can reduce the error of the angular velocity caused by the acceleration in the moving direction of the vibrator and improve the reliability, and thus can be applied to various mobile devices.
21 ドライブ用端子
22 振動子
23 モニタ用端子
24 移動体装置
25 センシング用端子
26 本体
27 IC
28 軸部
29 出力端子
30 アーム部
32 基板
34 ケース
35 第1の補正回路
37 第2の補正回路
21 Terminal for Drive 22 Vibrator 23 Terminal for Monitor 24 Mobile Device 25 Terminal for
28
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Priority Applications (1)
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JP2004151555A JP2005331449A (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Angular velocity sensor |
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JP2004151555A Pending JP2005331449A (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Angular velocity sensor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011102121A1 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-25 | パナソニック株式会社 | Angular speed sensor and composite sensor for detecting angular speed and acceleration |
JP2012528306A (en) * | 2009-05-27 | 2012-11-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Sensor and method of operating the sensor |
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2004
- 2004-05-21 JP JP2004151555A patent/JP2005331449A/en active Pending
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